Изменение климата - Climate change

Средние глобальные температуры с 2010 по 2019 год по сравнению со средними фоновыми значениями с 1951 по 1978 год (Источник: НАСА )

Изменение климата включает как глобальное потепление вызвано антропогенными выбросами парниковые газы, и, как следствие, крупномасштабные изменения погодных условий.^[1] Хотя были предыдущие периоды климатических изменений, с середины 20-го века скорость антропогенного воздействия на климатическую систему Земли и ее глобальный масштаб была беспрецедентной.^[2]

Тот факт, что деятельность человека вызвала изменение климата, не оспаривается ни одним научным органом национального или международного уровня.^[3] Самым большим драйвером стал выброс парниковых газов, из которых более 90% углекислый газ (CO
2) и метан.^[4] Ископаемое топливо горит для потребление энергии является основным источником этих выбросов, с дополнительным вкладом от сельское хозяйство, вырубка леса, и промышленные процессы.^[5] Повышение температуры ускоряется или сдерживается обратная связь с климатом, например, потеря снег и ледяной покров, отражающий солнечный свет, повысился водяной пар (сам парниковый газ) и меняется на поглотители углерода на суше и в океане.

Наблюдаемая температура от НАСА по сравнению со средним значением за 1850–1900 гг. В качестве доиндустриального исходного уровня. Основным фактором повышения глобальной температуры в индустриальную эпоху является деятельность человека, а природные силы добавляют изменчивости.^[6]

Поскольку поверхность суши нагревается быстрее, чем поверхность океана, пустыни расширяются и Тепловые волны и пожары встречаются чаще.^[7] Повышение температуры поверхности составляет самый большой в Арктике, где он способствовал плавлению вечная мерзлота, то отступление ледников и морской лед.^[8] Повышение атмосферной энергии и скорости испарения вызывают более сильные штормы и экстремальные погодные условия, которые повреждают инфраструктура и сельское хозяйство.^[9] Повышение температуры ограничивает продуктивность океана и наносит ущерб рыбным запасам в большинстве частей земного шара.^[10] Текущие и ожидаемые последствия недоедания, теплового стресса и болезней привели к Всемирная организация здоровья объявить изменение климата величайшей угрозой глобальному здоровью в 21 веке.^[11] Относящийся к окружающей среде последствия включить вымирание или переселение многих видов из-за их экосистемы изменение, самое немедленное в коралловые рифы, горы, а Арктический.^[12] Даже если усилия по минимизации будущего потепления увенчаются успехом, некоторые эффекты будут сохраняться веками, в том числе: повышение уровня моря, рост температура океана, и закисление океана.^[13]

Некоторые последствия изменения климата

Размножение вредителей. Мягкие зимы позволяют больше сосновые жуки чтобы выжить, чтобы убить большие участки леса. Усиление шторма. Бангладеш после Циклон Сидр является примером катастрофического наводнения из-за увеличения количества осадков. Интенсификация тепловой волны. События, подобные Жара в Европе в июне 2019 г. становятся все более распространенными. Изменения в сельском хозяйстве. Засуха, повышение температуры и экстремальные погодные условия отрицательно сказываются на сельском хозяйстве. Показано: Техас, США. Экстремальные погодные условия. Засуха и высокие температуры ухудшили Лесные пожары 2020 года в Австралии. Экологическая миграция. Более редкие осадки приводят к опустынивание это вредит сельскому хозяйству и может привести к перемещению населения. Показано: Телли, Мали. Арктическое потепление. Таяние вечной мерзлоты подорвать инфраструктуру и выпускать метан в петля положительной обратной связи. Экологический коллапс возможности. Отбеливание повредил Большой Барьерный риф и угрожает рифам во всем мире. Разрушение среды обитания. Многие арктические животные полагаются на морской лед, который исчезает в теплеющей Арктике. Приливное наводнение. Повышение уровня моря увеличивает наводнения в низинных прибрежных районах. Показано: Венеция, Италия.

Многие из этих эффектов уже наблюдаются при нынешнем уровне потепления, который составляет около 1,1 ° C (2,0 ° F).^[15] В межправительственная комиссия по изменению климата (IPCC) выпустила серию отчетов, в которых прогнозируется значительное усиление этих воздействий по мере того, как потепление продолжится до 1,5 ° C (2,7 ° F) и выше.^[16] Под Парижское соглашение страны согласились поддерживать потепление «значительно ниже 2,0 ° C (3,6 ° F)» за счет сокращения выбросов парниковых газов. Однако, согласно этим обещаниям, к концу столетия глобальное потепление достигнет примерно 2,8 ° C (5,0 ° F), а текущая политика приведет к потеплению примерно на 3,0 ° C (5,4 ° F).^[17] Ограничение потепления до 1,5 ° C (2,7 ° F) потребует сокращения выбросов вдвое к 2030 году, а затем до почти нулевого уровня к 2050 году.^[18]

Смягчение усилия включают разработку и развертывание низкоуглеродные энергетические технологии, повышение энергоэффективности, политика по сокращению выбросов ископаемого топлива, восстановление лесов, и сохранение леса. Климатическая инженерия техники, в первую очередь управление солнечным излучением и удаление углекислого газа, имеют существенные ограничения и большую неопределенность. Общества также работают над адаптироваться к текущим и будущим эффектам глобального потепления через улучшенный защита береговой линии, лучше управление стихийными бедствиями и выращивание более устойчивых культур.

Наблюдаемое повышение температуры

Реконструкция глобальной температуры поверхности за последние тысячелетия с использованием прокси-данных из годичных колец, кораллов и ледяных кернов, выделенных синим цветом.^[19] Данные наблюдений с 1880 по 2019 год.^[20]

Данные НАСА^[20] показывает, что температура поверхности суши повышалась быстрее, чем температура океана.

Множественные независимо созданные наборы инструментальных данных показывают, что климатическая система нагревается,^[21] при этом десятилетие 2009–2018 гг. было на 0,93 ± 0,07 ° C (1,67 ± 0,13 ° F) теплее, чем доиндустриальный базовый уровень (1850–1900).^[22] В настоящее время температура поверхности повышается примерно на 0,2 ° C (0,36 ° F) за десятилетие.^[23] С 1950 года количество холодных дней и ночей уменьшилось, а количество теплых дней и ночей увеличилось.^[24] Исторические модели потепления и похолодания, такие как Средневековая климатическая аномалия и Маленький ледниковый период, не были такими синхронными по регионам, как текущее потепление, но, возможно, достигли таких же высоких температур, как в конце 20-го века, в ограниченном наборе регионов.^[25] Были доисторические эпизоды глобального потепления, такие как Палеоцен – эоцен термический максимум.^[26] Однако наблюдаемое повышение температуры и CO
2 концентрация была настолько быстрой, что даже резкие геофизические события происходившие в истории Земли не приближаются к нынешним темпам.^[27]

Записи климатических прокси показать, что естественные вариации компенсируют ранние эффекты Индустриальная революция, поэтому в период с 18 по середину 19 века чистое потепление было небольшим.^[28] Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) приняла базовый базовый период 1850–1900 гг. В качестве приблизительного значения доиндустриальной средней глобальной приземной температуры,^[28] когда записи термометра стали обеспечивать глобальный охват.^[29]

Хотя обычным показателем глобального потепления являются изменения температуры приземной атмосферы, эти измерения подкрепляются широким спектром других типов наблюдений.^[30] Увеличились частота и интенсивность сильных осадков, таяния снега и наземного льда, а также увеличились атмосферная влажность.^[31] Флора и фауна также ведут себя в соответствии с потеплением; например, растения цветение раньше весной.^[32] Еще один ключевой индикатор - охлаждение верхних слоев атмосферы, которое демонстрирует, что парниковые газы удерживают тепло у поверхности Земли и препятствуют его излучению в космос.^[33]

Хотя рекордные годы привлекают значительное внимание средств массовой информации, отдельные годы менее значимы, чем более длительный глобальный температурный тренд.^[34] Примером более короткого эпизода является более медленное повышение температуры поверхности с 1998 по 2012 год, которое было обозначено как "перерыв в глобальном потеплении ".^[35] В течение этого периода накопление тепла в океане продолжало неуклонно расти, а в последующие годы температура поверхности резко повысилась. Более медленные темпы потепления можно объяснить сочетанием естественных колебаний, сниженных солнечная активность, и увеличенное отражение солнечного света частицы от извержений вулканов.^[36]

Региональные вариации

Глобальное потепление относится к средним глобальным показателям, при этом степень потепления зависит от региона. Модели потепления не зависят от местоположения выбросов парниковых газов, потому что газы сохраняются достаточно долго, чтобы распространиться по планете; однако локальные отложения сажи на снегу и льду действительно способствуют потеплению Арктики.^[37]

С доиндустриального периода средние глобальные температуры земли росли почти в два раза быстрее, чем средние глобальные температуры поверхности.^[38] Это из-за большего теплоемкость океанов, и потому что океаны теряют больше тепла из-за испарение.^[39] Более 90% дополнительной энергии климатической системы за последние 50 лет хранилось в океане, нагревая его.^[40] Оставшаяся часть дополнительной энергии растопила лед и согрела континенты и атмосфера.^[41] Поглощение тепла океаном тепловое расширение что способствовало наблюдаемым повышение уровня моря.^[42]

Северное полушарие и Северный полюс нагреваются намного быстрее, чем Южный полюс и Южное полушарие. В Северном полушарии не только намного больше суши, но также больше площади снежного покрова и морского льда из-за того, как суши расположены вокруг Арктический океан. Поскольку эти поверхности меняют цвет от отражения большого количества света до темного после таяния льда, они начинают поглощает больше тепла. В Южном полушарии уже было мало морской лед летом до потепления.^[43] Арктический температуры повысились и, по прогнозам, будут продолжать расти в течение этого столетия более чем на вдвое больше, чем в остальном мире.^[44] Таяние ледников и ледяных щитов в Арктике нарушает циркуляцию океана, включая ослабление Гольфстрим, вызывая повышенное потепление в некоторых областях.^[45]

Физические факторы недавнего изменения климата

Радиационное воздействие различных вкладчиков в изменение климата в 2011 г., как сообщается в пятый отчет об оценке МГЭИК

Сам по себе климатическая система опыт различные циклы которые могут длиться годами (например, Эль-Ниньо – Южное колебание ) до десятилетий или столетий.^[46] Другие изменения вызваны дисбалансом энергии, который является «внешним» по отношению к климатической системе, но не всегда внешним по отношению к Земле.^[47] Примеры внешние воздействия включают изменения в составе атмосферы (например, повышение концентрации парниковые газы ), солнечная светимость, вулканический высыпания и вариации орбиты Земли вокруг Солнца.^[48]

Атрибуция изменения климата - это попытка научно показать, какие механизмы ответственны за наблюдаемые изменения климата Земли. Для определения антропогенной принадлежности, известной внутренней изменчивость климата и необходимо исключить естественные внешние воздействия. Поэтому ключевым подходом является использование компьютерного моделирования климатической системы для определения уникальных «отпечатков пальцев» для всех потенциальных причин. Сравнивая эти отпечатки пальцев с наблюдаемыми моделями и эволюцией изменения климата, а также наблюдаемой историей воздействий, можно определить причины наблюдаемых изменений.^[49] Например, солнечное воздействие можно исключить как основную причину, потому что его отпечаток нагревается во всей атмосфере, и только нижние слои атмосферы нагреваются, что и ожидается от парниковых газов (которые задерживают тепловую энергию, излучаемую с поверхности).^[50] Атрибуция недавнего изменения климата показывает, что основной причиной являются парниковые газы, а во вторую - изменения в землепользовании, а также аэрозоли и сажа.^[51]

Парниковые газы

CO
2 концентрации за последние 800000 лет, измеренные по кернам льда (синий / зеленый) и непосредственно (черный)

Земля поглощает Солнечный свет, тогда излучает это как тепло. Некоторые из этого инфракрасный Излучение поглощается парниковыми газами в атмосфере, и поскольку они повторно излучают его во всех направлениях, часть тепла улавливается на Земле, а не уходит в космос.^[52] До промышленной революции естественное количество парниковых газов приводило к тому, что воздух у поверхности был примерно на 33 ° C (59 ° F) теплее, чем был бы в их отсутствие.^[53] Без атмосферы Земли, средняя температура Земли будет намного ниже точки замерзания воды.^[54] Пока водяной пар (~ 50%) и облака (~ 25%) вносят наибольший вклад в парниковый эффект, они увеличиваются в зависимости от температуры и поэтому считаются отзывы. С другой стороны, концентрации газов, таких как CO
2 (~ 20%), озон и закись азота не зависят от температуры и, следовательно, считаются внешними воздействиями.^[55] Озон действует как парниковый газ в самом нижнем слое атмосферы, тропосфера (в отличие от стратосферных озоновый слой ). Кроме того, озон обладает высокой реакционной способностью и взаимодействует с другими парниковыми газами и аэрозолями.^[56]

Человеческая деятельность со времен промышленной революции, в основном добыча и сжигание ископаемого топлива (каменный уголь, масло, и натуральный газ ),^[57] увеличилось количество парниковых газов в атмосфере. Это увеличение уровней газов, таких как CO
2, метан, тропосферный озон, ХФУ, и оксид азота увеличились радиационное воздействие. В 2018 г. концентрации из CO
2 а метан с 1750 года увеличился примерно на 45% и 160% соответственно.^[58] В 2013 году CO₂ показания, полученные на основном контрольном сайте в мире в Мауна-Лоа превысил 400 промилле впервые (нормальный доиндустриальный уровень составлял ~ 270 частей на миллион).^[59] Эти CO
2 уровни намного выше, чем они были в любое время в течение последних 800000 лет, периода, за который были собраны надежные данные из воздуха, находящегося в ловушке ледяные керны.^[60] Менее прямые геологические свидетельства указывают на то, что CO
2 ценности не были такими высокими миллионы лет.^[61]

В Глобальный углеродный проект показывает, как дополнения к CO
2 с 1880 г. были вызваны ростом одного за другим из-за различных источников.

Глобальные антропогенные выбросы парниковых газов в 2018 г., за исключением выбросов от изменений в землепользовании, составили эквивалентно 52 млрд тонн CO
2. Из этих выбросов 72% были CO
2, 19% было метан, 6% - закись азота, 3% - фторированные газы.^[62] CO
2 выбросы в основном происходят от сжигания ископаемое топливо обеспечить полезную световую и тепловую энергию для транспорт, производство, обогрев, и электросеть.^[63] Дополнительный CO
2 выбросы происходят из вырубка леса и промышленные процессы, которые включают CO
2 высвобождается в результате химических реакций для изготовление цемента, стали, алюминий, и удобрение.^[64] Выбросы метана происходят из домашнего скота, навоз, выращивание риса, свалки, Сточные Воды, добыча угля, а также добыча нефти и газа.^[65] Выбросы закиси азота в основном связаны с микробным разложением неорганических и органических веществ. удобрение.^[66]

С точки зрения потребления, доминирующими источниками глобальных выбросов в 2010 г. были: продукты питания и бытовые отходы (34%), тепловой комфорт, стирка и освещение (26%); груз, путешествия, поездки и общение (25%); и строительство (15%). Эти выбросы учитывают воплощенная энергия ископаемого топлива в производстве материалов, включая металлы (например, сталь, алюминий ), конкретный, стекло и пластик, которые широко используются в зданиях, инфраструктура, и транспорт.^[67] Из производственная точка зрения, основные источники глобальных выбросов парниковых газов оцениваются как: электроэнергия и тепло (25%), сельское и лесное хозяйство (24%), промышленность и производство (21%), транспорт (14%) и здания (6%).^[68]

Несмотря на вклад обезлесения в выбросы парниковых газов, поверхность суши Земли, особенно ее леса, остаются значительным поглотитель углерода за CO
2. Естественные процессы, такие как фиксация углерода в почве и фотосинтезе более чем компенсирует выбросы парниковых газов в результате обезлесения. По оценкам, сток с поверхности суши удалит около 11 миллиардов тонн CO
2 ежегодно из атмосферы, или около 29% мирового CO
2 выбросы.^[69] Океан также служит значительным поглотителем углерода благодаря двухэтапному процессу. Первый, CO
2 растворяется в поверхностных водах. После этого океан опрокидывание обращения распределяет его глубоко в глубь океана, где со временем накапливается как часть цикл углерода (изменение химии океана ). За последние два десятилетия Мировой океан поглотил от 20 до 30% выбросов CO
2.^[70] Сила опускания как суши, так и океана увеличивается по мере того, как CO
2 уровни в атмосфере повышаются. В этом отношении они действуют как подавление обратной связи в глобальном потеплении.^[71]

Изменение земной поверхности

Вырубка лесов в Бразилии в 2016 году

Люди изменяют поверхность Земли в основном для того, чтобы создавать больше земли сельскохозяйственного назначения. Сегодня сельское хозяйство занимает 34% площади суши, 26% составляют леса, а 30% непригодны для проживания (ледники, пустыни и т. Д.).^[72] Площадь лесных угодий продолжает уменьшаться, в основном из-за преобразования в пахотные земли в тропиках.^[73] Этот вырубка леса является наиболее важным аспектом изменения земной поверхности, влияющим на глобальное потепление. Основными причинами обезлесения являются: постоянное изменение землепользования с лесов на сельскохозяйственные угодья, производящие такие продукты, как говядина и пальмовое масло (27%), вырубка леса для производства лесных / лесных продуктов (26%), краткосрочные сменная обработка почвы (24%) и лесные пожары (23%).^[74]

Помимо воздействия на концентрацию парниковых газов, изменения в землепользовании влияют на глобальное потепление посредством множества других химических и физических механизмов. Изменение типа растительности в регионе влияет на местную температуру, изменяя количество солнечного света, отражающегося обратно в космос (альбедо ), и сколько тепло теряется при испарении. Например, переход от темного лес к лугам делает поверхность светлее, заставляя ее отражать больше солнечного света. Вырубка леса также может способствовать изменению температуры, воздействуя на выброс аэрозолей и других химических соединений, влияющих на облака, и изменяя характер ветра (когда поверхность земли представляет собой различные препятствия для ветра).^[75] В тропических и умеренных зонах результирующий эффект заключается в значительном потеплении, в то время как на широтах ближе к полюсам увеличение альбедо (когда лес заменяется снежным покровом) приводит к общему охлаждающему эффекту.^[75] По оценкам, в глобальном масштабе эти эффекты привели к небольшому похолоданию, в котором преобладает повышение альбедо поверхности.^[76]

Аэрозоли и облака

Судовые пути можно увидеть в виде линий в этих облаках над Атлантическим океаном на Восточное побережье США в качестве эффект аэрозолей.

Загрязнение воздуха, в виде аэрозоли, не только ложится тяжелым бременем на здоровье человека, но и влияет на климат в больших масштабах.^[77] С 1961 по 1990 г. постепенное сокращение количества солнечный свет достигает поверхности Земли наблюдалось явление, широко известное как глобальное затемнение,^[78] обычно приписывается аэрозолям от сжигания биотоплива и ископаемого топлива.^[79] Удаление аэрозоля осаждением придает тропосферным аэрозолям время жизни в атмосфере всего около недели, а стратосферный аэрозоли могут оставаться в атмосфере в течение нескольких лет.^[80] В глобальном масштабе количество аэрозолей сокращается с 1990 года, а это означает, что они больше не так сильно маскируют глобальное потепление.^[81]

Помимо прямого воздействия (рассеивание и поглощение солнечного излучения), аэрозоли имеют косвенное воздействие на Радиационный бюджет Земли. Сульфатные аэрозоли действуют как облачные ядра конденсации и таким образом приводят к облакам, которые имеют все больше и меньше облачных капель. Эти облака отражают солнечную радиацию более эффективно, чем облака с меньшим количеством капель большего размера.^[82] Этот эффект также приводит к тому, что капли становятся более однородными по размеру, что снижает рост капель дождя и делает облака более отражающими падающий солнечный свет.^[83] Косвенное воздействие аэрозолей - самая большая неопределенность радиационного воздействия.^[84]

Хотя аэрозоли обычно ограничивают глобальное потепление, отражая солнечный свет, черный углерод в сажа выпадающие на снег или лед могут способствовать глобальному потеплению. Это не только увеличивает поглощение солнечного света, но также увеличивает таяние и повышение уровня моря.^[85] Ограничение новых отложений черного углерода в Арктике может снизить глобальное потепление на 0,2 ° C к 2050 году.^[86]

Естественные форсировки

Поскольку Солнце является основным источником энергии Земли, изменения поступающего солнечного света напрямую влияют на климатическую систему.^[87] Солнечное излучение был измерен непосредственно спутники,^[88] и косвенные измерения доступны с начала 1600-х годов.^[87] Не было никакой тенденции к увеличению количества солнечной энергии, достигающей Земли, поэтому оно не может нести ответственность за текущее потепление.^[89] Взрывные извержения вулканов представляют собой крупнейшее естественное воздействие за индустриальную эпоху. Когда высыпание достаточно сильное (при диоксид серы достигая стратосферы) солнечный свет может быть частично заблокирован на пару лет, а температурный сигнал будет длиться примерно в два раза дольше. В индустриальную эпоху вулканическая активность оказала незначительное влияние на тенденции изменения глобальной температуры.^[90] Сегодняшний день вулканический CO₂ выбросы во время извержений и в периоды без извержений составляют лишь около 1% текущего антропогенного CO₂ выбросы.^[91]

Физические модели климата неспособны воспроизвести быстрое потепление, наблюдавшееся в последние десятилетия, если принимать во внимание только изменения в солнечной энергии и вулканической активности.^[92] Еще одно свидетельство того, что парниковые газы являются причиной недавнего изменения климата, поступают из измерений, показывающих потепление нижних слоев атмосферы ( тропосфера ) вместе с охлаждением верхней атмосферы ( стратосфера ).^[93] Если бы солнечные вариации были ответственны за наблюдаемое потепление, можно было бы ожидать потепления как тропосферы, так и стратосферы, но этого не произошло.^[50]

Обратная связь об изменении климата

Морской лед отражает от 50 до 70 процентов приходящей солнечной радиации, в то время как темная поверхность океана отражает только 6 процентов, поэтому таяние морского льда является положительной обратной связью.^[94]

Реакция климатической системы на начальное воздействие изменяется на отзывы: увеличено на самоусиливающаяся обратная связь и уменьшен на балансировка обратной связи.^[95] Основными подкрепляющими отзывами являются обратная связь водяного пара, то обратная связь лед-альбедо, и, вероятно, чистый эффект облаков (описанный ниже).^[96] Первичная балансирующая обратная связь при глобальном изменении температуры: радиационное охлаждение в космос как инфракрасная радиация в ответ на повышение температуры поверхности.^[97] Неуверенность в обратной связи - основная причина, по которой разные климатические модели прогнозируют разные величины потепления для данного количества выбросов.^[98]

Как воздух становится теплее, он может удерживать больше влаги. После первоначального потепления из-за выбросов парниковых газов атмосфера будет удерживать больше воды. Поскольку вода является мощным парниковым газом, это еще больше нагревает климат: обратная связь водяного пара.^[96] Если облачный покров увеличится, больше солнечного света будет отражаться обратно в космос, охлаждая планету. Если облака станут более высокими и тонкими, тогда облака могут действовать больше как изолятор, отражая тепло снизу назад вниз и нагревая планету.^[99] В целом, чистая обратная связь с облаками в индустриальную эпоху, вероятно, усугубила повышение температуры.^[100]

Уменьшение снежного покрова и морской лед в Арктике снижает альбедо поверхности Земли.^[101] Сейчас в этих регионах поглощается больше энергии Солнца, что способствует Арктическое усиление, в результате чего температура в Арктике повысилась более чем вдвое быстрее, чем в остальном мире;^[102] это обратная связь ледового альбедо. Арктическое усиление тоже тает вечная мерзлота, который выделяет метан и CO
2 в атмосферу как еще один положительный отзыв.^[103]

Примерно половина каждого года CO
2 выбросы были поглощены растениями на суше и в океанах.^[104] CO
2 и удлиненный вегетационный период стимулировали рост растений, делая землю цикл углерода балансирующая обратная связь. Изменение климата также увеличивает количество засух и волн тепла, которые препятствуют росту растений, что делает сомнительным, что эта уравновешивающая обратная связь сохранится в будущем.^[105] Почвы содержат большое количество углерода и может выделять некоторые, когда они нагреваются.^[106] Как более CO
2 и тепло поглощается океаном, он окисляется, его циркуляция изменяется и фитопланктон поглощает меньше углерода, что снижает скорость поглощения атмосферного углерода океаном.^[107] Изменение климата также может увеличить выбросы метана из водно-болотные угодья, морские и пресноводные системы, и вечная мерзлота.^[108]

Будущее потепление и углеродный бюджет

CMIP5 среднее значение прогнозов климатической модели на 2081–2100 гг. по сравнению с 1986–2005 гг. при сценариях низких и высоких выбросов

Будущее потепление зависит от сильные стороны климатической обратной связи и по выбросам парниковых газов.^[109] Первые часто оцениваются с использованием климатические модели. Модель климата представляет собой представление физических, химических и биологических процессов, влияющих на климатическую систему.^[110] Модели также включают изменения орбиты Земли, исторические изменения активности Солнца и вулканическое воздействие.^[111] Компьютерные модели пытаются воспроизвести и предсказать циркуляцию океанов, годовой цикл времен года и потоки углерода между поверхностью суши и атмосферой.^[112] Есть более двух десятков научных учреждений, которые разрабатывают основные климатические модели.^[113] Модели прогнозируют различные будущие повышения температуры для заданных выбросов парниковых газов; они также не полностью согласны с силой различных отзывы о чувствительности климата и величина инерция климатической системы.^[114]

Физический реализм моделей проверяется путем изучения их способности имитировать современный или прошлый климат.^[115] Предыдущие модели недооценивали скорость Арктическая усадка^[116] и недооценили скорость увеличения количества осадков.^[117] Повышение уровня моря с 1990 года недооценивалось в старых моделях, но теперь хорошо согласуется с наблюдениями.^[118] Опубликованный в США за 2017 год Национальная оценка климата отмечает, что «климатические модели все еще могут недооценивать или пропускать соответствующие процессы обратной связи».^[119]

Четверка RCP, включая CO
2 и все атмосферные форсунки CO
2-эквиваленты

Четыре Типичные пути концентрации (RCP) используются в качестве входных данных для климатических моделей: «сценарий строгого смягчения последствий (RCP2.6), два промежуточных сценария (RCP4.5 и RCP6.0) и один сценарий с очень высокими выбросами [парниковых газов] (RCP8.5) ".^[120] RCPs рассматривают только концентрации парниковых газов, и поэтому не включают реакцию углеродного цикла.^[121] Климатическая модель прогнозы, обобщенные в Пятый оценочный доклад МГЭИК указывают на то, что в течение 21 века глобальная температура поверхности, вероятно, вырастет еще на 0,3–1,7 ° C (от 0,5 до 3,1 ° F) при умеренном сценарии или на 2,6–4,8 ° C (4,7–8,6 ° F). ) в экстремальном сценарии, в зависимости от скорость будущих выбросов парниковых газов и о влиянии обратной связи на климат.^[122]

А подмножество климатических моделей добавить социальные факторы к простой физической модели климата. Эти модели моделируют, как население, экономический рост, и использование энергии влияет на физический климат и взаимодействует с ним. Обладая этой информацией, эти модели могут создавать сценарии того, как выбросы парниковых газов могут измениться в будущем. Эти выходные данные затем используются в качестве входных данных для физических моделей климата для составления прогнозов изменения климата.^[123] В некоторых сценариях выбросы продолжают расти на протяжении столетия, в то время как в других выбросы сокращаются.^[124] Ресурсы ископаемого топлива слишком велики, чтобы на их дефицит можно было полагаться для ограничения выбросов углерода в 21 веке.^[125] Сценарии выбросов можно комбинировать с моделированием углеродного цикла, чтобы предсказать, как концентрации парниковых газов в атмосфере могут измениться в будущем.^[126] Согласно этим комбинированным моделям, к 2100 году концентрация CO в атмосфере₂ может быть от 380 до 1400 частей на миллион, в зависимости от Общий социально-экономический путь (SSP) и сценарий смягчения.^[127]

Оставшийся углерод бюджет выбросов определяется путем моделирования углеродного цикла и чувствительность климата к парниковым газам.^[128] По данным МГЭИК, глобальное потепление может удерживаться ниже 1,5 ° C с вероятностью две трети, если выбросы после 2018 года не превысят 420 или 570 гигатонн. CO
2 в зависимости от выбора меры глобальной температуры. Эта сумма соответствует 10-13 годам текущих выбросов. Существует высокая степень неопределенности в отношении бюджета; например, это может быть 100 гигатонн CO
2 меньше из-за выделения метана из вечной мерзлоты и заболоченных территорий.^[129]

Последствия

Физическая среда

Реконструкция исторического уровня моря и прогнозы до 2100 года, опубликованные в январе 2017 года Программой исследований глобальных изменений США.^[130]

Экологические последствия изменения климата обширны и далеко идущие, сказываются на океанах, льдах и погоде. Изменения могут происходить постепенно или быстро. Доказательства этих эффектов получены в результате изучения изменения климата в прошлом, моделирования и современных наблюдений.^[131] С 1950-х годов засухи и Тепловые волны появляются одновременно с возрастающей частотой.^[132] Чрезвычайно влажные или сухие события в пределах сезон дождей период увеличился в Индия и Восточная Азия.^[133] Были выявлены различные механизмы, которые могут объяснить экстремальные погодные условия в средних широтах из быстро нагревающейся Арктики, таких как струйный поток становится более неустойчивым.^[134] Максимальное количество осадков и скорость ветра от количество ураганов и тайфунов, вероятно, увеличивается.^[135]

Изменение климата привело к десятилетиям сокращение и истончение арктического морского льда, что делает его уязвимым для атмосферных аномалий.^[136] Прогнозы сокращения арктического морского льда различаются.^[137] Хотя ожидается, что свободное ото льда лето будет редким при потеплении на 1,5 ° C (2,7 ° F), оно будет происходить раз в три-десять лет при уровне потепления на 2,0 ° C (3,6 ° F),^[138] увеличение обратная связь лед-альбедо.^[139]

Глобальный уровень моря повышается как следствие таяние ледников, таяние кусочки льда в Гренландия и Антарктида, и тепловое расширение. В период с 1993 по 2017 год прирост со временем увеличивался и составлял в среднем 3,1 ± 0,3 мм в год.^[140] По прогнозам МГЭИК, в 21 веке при очень высоких выбросах уровень моря может подняться на 61–110 см.^[141] Повышенное потепление океана подрывает и угрожает отключить выходы антарктических ледников, рискуя большим таянием ледяного покрова.^[142] и возможность повышения уровня моря на 2 метра к 2100 году при высоких выбросах.^[143]

Более высокая атмосфера CO
2 концентрации также привели к изменениям в химия океана. Увеличение растворенного CO
2 вызывает закисление океана, в частности наносит вред кораллам и моллюскам.^[144] Кроме того, уровень кислорода снижается поскольку кислород менее растворим в более теплой воде,^[145] с гипоксические мертвые зоны расширяется в результате цветения водорослей, вызванного более высокими температурами, более высокими CO
2 уровни, дезоксигенация океана и эвтрофикация.^[146]

Переломные моменты и долгосрочные последствия

Чем сильнее глобальное потепление, тем выше риск передачи "переломные моменты ’, Пороговые значения, выше которых определенных ударов невозможно избежать даже при снижении температуры.^[147] Пример - крах Западная Антарктика и ледяные щиты Гренландии, где определенное повышение температуры приводит к таянию ледяного покрова, хотя требуемый временной масштаб не определен и зависит от будущего потепления.^[148] Могут произойти какие-то масштабные изменения за короткий период времени, например крах из Атлантическая меридиональная циркуляция при опрокидывании,^[149] что вызовет серьезные изменения климата в Северной Атлантике, Европе и Северной Америке.^[150]

В долгосрочные последствия изменения климата включают дальнейшее таяние льда, потепление океана, повышение уровня моря и закисление океана. На временной шкале от столетий до тысячелетий масштабы изменения климата будут определяться в первую очередь антропогенными факторами. CO
2 выбросы.^[151] Это связано с CO
2долгое время жизни в атмосфере.^[151] Океанический CO
2 поглощение происходит достаточно медленно, чтобы подкисление океана продолжалось от сотен до тысяч лет.^[152] По оценкам, эти выбросы продлили текущий межледниковый период не менее 100000 лет.^[153] Повышение уровня моря будет продолжаться в течение многих столетий, по оценкам, на 2,3 метра на градус Цельсия (4,2 фута / ° F) через 2000 лет.^[154]

Природа и животный мир

Недавнее потепление подтолкнуло многие наземные и пресноводные виды к полюсу и к более высокому уровню. высоты.^[155] Более высокая атмосфера CO
2 уровни и продленный вегетационный период привели к глобальному озеленению, в то время как периоды сильной жары и засухи снизились экосистема производительность в некоторых регионах. Будущий баланс этих противоположных эффектов неясен.^[156] Изменение климата способствовало расширению более засушливых климатических зон, таких как расширение пустынь в субтропики.^[157] Размеры и скорость глобального потепления делают резкие изменения в экосистемах скорее.^[158] В целом ожидается, что изменение климата приведет к вымирание многих видов и сокращение разнообразия экосистем.^[159]

Океаны нагреваются медленнее, чем суша, но растения и животные в океане мигрируют к более холодным полюсам со скоростью или быстрее, чем виды на суше.^[160] Так же, как и на суше, волны тепла в океане возникают чаще из-за изменения климата, при этом пагубное воздействие оказывается на широкий круг организмов, таких как кораллы, ламинария, и морские птицы.^[161] Подкисление океана угрожает причинить ущерб коралловые рифы, рыболовство, охраняемые виды, и другие природные ресурсы ценность для общества.^[162] Вредный цветение водорослей усиленные изменением климата и эвтрофикацией вызывают аноксию, нарушение пищевые полотна и массовая крупномасштабная гибель морских обитателей.^[163] Прибрежные экосистемы подвергаются особому стрессу: почти половина водно-болотных угодий исчезла в результате изменения климата и других антропогенных воздействий.^[164]

• Воздействие изменения климата на окружающую среду
• 

  Экологический коллапс возможности. Отбеливание повредил Большой Барьерный риф и угрожает рифам во всем мире.^[165]

• 

  Экстремальные погодные условия. Засуха и высокие температуры ухудшили Лесные пожары 2020 года в Австралии.^[166]

• 

  Арктическое потепление. Таяние вечной мерзлоты подорвать инфраструктуру и выпускать метан в петля положительной обратной связи.^[103]

• 

  Разрушение среды обитания. Многие арктические животные полагаются на морской лед, который исчезает в теплеющей Арктике.^[167]

• 

  Размножение вредителей. Мягкие зимы позволяют больше сосновые жуки чтобы выжить, чтобы убить большие участки леса.^[168]

Люди

В последствия изменения климата для людей, в основном из-за потепления и сдвигов осадки, были обнаружены во всем мире. Региональные последствия изменения климата теперь можно наблюдать на всех континентах и ​​в океанах,^[169] с низкими широтами, менее развитые районы сталкивается с наибольшим риском.^[170] Арктика, Африка, малые острова и Азиатский мегадельты вероятно, будут особенно затронуты будущим изменением климата.^[171]

Воздействие на здоровье включает как прямые воздействия экстремальных погодных условий, приводящие к травмам и гибели людей, так и^[172] а также косвенные эффекты, такие как недоедание вызванный неурожаи.^[173] Разные инфекционные заболевания легче передаются в более теплом климате, например, лихорадка денге, который наиболее сильно влияет на детей, и малярия.^[174] Дети младшего возраста наиболее уязвимы к нехватке продуктов питания и, как и люди старшего возраста, к сильной жаре.^[175] Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) подсчитала, что в период с 2030 по 2050 год изменение климата, как ожидается, вызовет примерно 250 000 дополнительных смертей в год в результате теплового воздействия у пожилых людей, увеличения диарейных заболеваний, малярии, денге, прибрежных наводнений и недоедания среди детей.^[176] По прогнозам, к 2050 году ежегодно погибнет более 500 000 взрослых из-за сокращения доступности и качества продуктов питания.^[177] ВОЗ классифицирует последствия изменения климата для здоровья человека как самую серьезную угрозу для глобального здоровья в 21 веке.^[11]

Изменение климата влияет Продовольственная безопасность и привел к снижению средних мировых урожаев кукурузы, пшеницы и сои в период с 1981 по 2010 год.^[178] Будущее потепление может привести к дальнейшему снижению урожайности основных сельскохозяйственных культур в мире.^[179][180] Растениеводство вероятно, будет отрицательно затронуто в странах с низкими широтами, в то время как воздействие в северных широтах может быть положительным или отрицательным.^[181] Еще 183 миллиона человек во всем мире, особенно с низкими доходами, подвергаются риску голод как следствие этих ударов.^[182] Воздействие потепления на океаны также влияет на рыбные запасы, что приводит к уменьшению максимального потенциала вылова, хотя в этой тенденции наблюдается значительная географическая изменчивость, при этом запасы полярных рыб увеличиваются.^[183] Регионы, зависящие от ледниковой воды, регионы, которые уже являются засушливыми, и небольшие острова также подвержены повышенному риску нехватки воды из-за изменения климата.^[184]

Экономический ущерб из-за изменения климата был недооценен и может быть серьезным с вероятностью катастрофических события хвостового риска быть нетривиальным.^[185] Изменение климата, вероятно, уже увеличило глобальное экономическое неравенство, и, по прогнозам, это будет продолжаться.^[186] Большинство серьезных воздействий ожидается в К югу от Сахары и Юго-Восточная Азия, где существующая бедность уже усугубляется.^[187] В Всемирный банк по оценкам, изменение климата может привести к бедности более 120 миллионов человек к 2030 году.^[188] Наблюдается, что текущее неравенство между мужчинами и женщинами, между богатыми и бедными, а также между различными этническими группами ухудшается вследствие изменчивости климата и изменения климата.^[189]

Низкорасположенным островам и прибрежным общинам угрожают опасности, связанные с повышением уровня моря, такие как наводнения и постоянное затопление.^[190] Это могло привести к безгражданство для населения в островных государствах, таких как Мальдивы и Тувалу.^[191] В некоторых регионах повышение температуры и влажности также может быть слишком сильным для человека, чтобы к нему адаптироваться.^[192] По прогнозам, в следующие 50 лет от 1 до 3 миллиардов человек останутся за пределами исторически благоприятных климатических условий.^[193] Эти факторы, а также экстремальные погодные условия могут экологическая миграция, как внутри страны, так и между странами.^[194] К 2050 году из-за изменения климата может быть перемещено до 1 миллиарда человек, причем 200 миллионов - это наиболее повторяющийся прогноз;^[195] однако эти числа были описаны как верхняя граница.^[196]

• Влияние изменения климата на людей
• 

  Экологическая миграция. Более редкие осадки приводят к опустынивание это вредит сельскому хозяйству и может привести к перемещению населения. Показано: Телли, Мали.^[197]

• 

  Изменения в сельском хозяйстве. Засуха, повышение температуры и экстремальные погодные условия отрицательно сказываются на сельском хозяйстве. Показано: Техас, США.^[198]

• 

  Приливное наводнение. Повышение уровня моря увеличивает наводнения в низинных прибрежных районах. Показано: Венеция, Италия.^[199]

• 

  Усиление шторма. Бангладеш после Циклон Сидр является примером катастрофического наводнения из-за увеличения количества осадков.^[200]

• 

  Интенсификация тепловой волны. События, подобные Жара в Европе в июне 2019 г. становятся все более распространенными.^[201]

Ответы

Двумя традиционными ответами являются смягчение (предотвращение как можно большего дополнительного потепления за счет сокращения выбросов парниковых газов) и адаптация (приспособление общества к компенсации неизбежного потепления). Многие из стран, которые вносят наименьший вклад в глобальные выбросы парниковых газов, относятся к числу наиболее уязвимых к изменению климата, что вызывает вопросы о справедливости и справедливости в отношении смягчения последствий и адаптации.^[202] Третий вариант - климатическая инженерия, который относится к прямому вмешательству в климатическую систему Земли.^[203]

Смягчение

В Индекс эффективности изменения климата ранжирует страны по выбросам парниковых газов (40% баллов), возобновляемым источникам энергии (20%), использованию энергии (20%) и климатической политике (20%).

МГЭИК подчеркнула необходимость поддерживать глобальное потепление ниже 1,5 ° C (2,7 ° F) по сравнению с доиндустриальными уровнями, чтобы избежать некоторых необратимых последствий.^[16] Воздействие изменения климата можно смягчить путем сокращения выбросов парниковых газов и повышения способности поверхности Земли поглощать парниковые газы из атмосферы.^[204] По оценкам МГЭИК, чтобы ограничить глобальное потепление до уровня ниже 1,5 ° C с высокой вероятностью успеха, глобальные выбросы парниковых газов должны быть сокращены. чистый ноль к 2050 г.,^[205] или к 2070 году с целью 2 ° C. Это потребует далеко идущих системных изменений беспрецедентного масштаба в энергетике, земле, городах, транспорте, зданиях и промышленности.^[206] Чтобы добиться прогресса в достижении цели ограничения потепления до 1,5 ° C, Программа ООН по окружающей среде по оценкам, в течение следующего десятилетия странам потребуется утроить объем сокращений, которые они взяли на себя в своих текущих Парижские соглашения.^[207]

Смена источников энергии

Уголь, нефть и природный газ остаются основными мировыми источниками энергии, даже если возобновляемые источники энергии начали быстро расти.^[208]

Долгосрочные сценарии указывают на быстрые и значительные инвестиции в возобновляемые источники энергии и энергоэффективность как на ключ к сокращению выбросов парниковых газов.^[209] В 2018 году на ископаемое топливо приходилось 80% мировой энергии, а оставшаяся доля производства электроэнергии была разделена между атомная энергия, гидроэнергетика, и без гидроэнергетики возобновляемые источники энергии.^[210]; ожидается, что это сочетание значительно изменится в течение следующих 30 лет.^[211] Технологии возобновляемой энергии включают солнечный и ветер мощность, биоэнергетика, геотермальная энергия, и гидроэнергетика.^[212] В частности, фотоэлектрическая солнечная и ветровая энергия за последние несколько лет значительно выросла и достигла прогресса, так что в настоящее время они являются одними из самых дешевых источников нового поколения энергии.^[213] На возобновляемые источники энергии приходилось 75% всей новой выработки электроэнергии, установленной в 2019 году, причем почти вся эта сумма приходилась на солнечную и ветровую энергию.^[214]

Существуют препятствия на пути дальнейшего быстрого развития возобновляемых источников энергии. Проблемы окружающей среды и землепользования иногда связаны с крупными проектами в области солнечной, ветровой и гидроэнергетики.^[215] Солнечная и ветровая энергия также требует систем хранения энергии и других модификаций электросети для эффективной работы.^[216] хотя в настоящее время появляется несколько технологий хранения, дополняющих традиционное использование гидроаккумулирующая энергия.^[217] Использование редкоземельные металлы и другие опасные материалы также поднимался вопрос о солнечной энергии.^[218] Использование биоэнергии часто не является углеродно-нейтральным и может иметь негативные последствия для продовольственной безопасности.^[219] в основном из-за необходимого количества земли по сравнению с другими вариантами возобновляемой энергии.^[220] Рост гидроэнергетики замедляется и будет продолжать снижаться из-за опасений по поводу социальных и экологических последствий.^[221] Ядерная энергия не является традиционным возобновляемым источником энергии, но продолжает оставаться важной частью глобального энергобаланса. Однако затраты на ядерную энергию растут на фоне стагнации доли электроэнергии, так что производство ядерной энергии в настоящее время в несколько раз дороже на мегаватт-час, чем ветряная и солнечная.^[222]

Улавливание и связывание углерода

Где производство энергии или CO
2-интенсивный тяжелая промышленность продолжать производить отходы CO
2, то газ могут быть захвачены и сохранены, а не выброшены в атмосферу. Хотя дорого,^[223] улавливание и хранение углерода (CCS) может сыграть значительную роль в ограничении CO
2 выбросы к середине века.^[224]

Земля естественная поглотители углерода могут быть расширены для секвестрации значительно большего количества CO
2 за пределы естественного уровня.^[225] Сохранение леса, восстановление лесов и посадка деревьев на нелесных землях считаются наиболее эффективными, хотя вызывают озабоченность в отношении продовольственной безопасности. Управление почвами на пахотных землях и пастбищах еще один эффективный метод смягчения последствий.^[226] Поскольку модели расходятся во мнениях относительно осуществимости наземных методов снижения отрицательных выбросов, стратегии, основанные на них, являются рискованными.^[227]

Пути декарбонизации

Сценарии глобальных выбросов парниковых газов. Если все страны выполнят свои текущие обязательства по Парижскому соглашению, среднее потепление к 2100 году выйдет далеко за пределы цели Парижского соглашения - поддерживать потепление «значительно ниже 2 ° C».

Хотя не существует единого способа ограничения глобального потепления до 1,5 или 2 ° C,^[228] большинство сценариев и стратегий предполагают значительное увеличение использования возобновляемых источников энергии в сочетании с повышенными мерами по повышению энергоэффективности для обеспечения необходимого сокращения выбросов парниковых газов.^[229] Для уменьшения нагрузки на экосистемы и повышения их способности связывать углерод, изменения также потребуются в лесном и сельском хозяйстве.^[230] Сценарии, ограничивающие глобальное потепление до 1,5 ° C, обычно предполагают крупномасштабное использование CO
2 методы удаления в дополнение к подходам по сокращению выбросов парниковых газов.^[231]

Чтобы достичь углеродной нейтральности к 2050 году, возобновляемые источники энергии станут доминирующей формой производства электроэнергии, а к 2050 году в некоторых сценариях она вырастет до 85% или более. Использование электричества для других нужд, таких как отопление, вырастет до такой степени, что к 2050 году электричество станет крупнейшей формой общего энергоснабжения.^[232] К 2050 году инвестиции в уголь будут упразднены, а его использование будет практически прекращено.^[233]

В области транспорта сценарии предусматривают резкое увеличение доли рынка электрические транспортные средства, замена низкоуглеродного топлива для других видов транспорта, таких как судоходство, и изменения в схемах транспортировки, которые повышают эффективность, например, увеличение общественный транспорт.^[234] Здания будут подвергнуты дополнительной электрификации с использованием таких технологий, как тепловые насосы, а также постоянное повышение энергоэффективности, достигаемое с помощью строительных норм с низким энергопотреблением.^[235] Промышленные усилия будут сосредоточены на увеличении энергоэффективность производственных процессов, таких как использование более чистых технологий для производства цемента,^[236] разработка и создание менее энергоемких продуктов, увеличение срок службы продукта и разработка стимулов для снижения спроса на продукцию.^[237]

Перед сектором сельского и лесного хозяйства стоит тройная задача: ограничение выбросов парниковых газов, предотвращение дальнейшего преобразования лесов в сельскохозяйственные угодья и удовлетворение растущего мирового спроса на продовольствие.^[238] Комплекс действий может сократить выбросы парниковых газов в сельском / лесном хозяйстве на 66% по сравнению с уровнями 2010 года за счет снижения роста спроса на продукты питания и другие сельскохозяйственные продукты, повышения продуктивности земель, защиты и восстановления лесов и сокращения выбросов парниковых газов от сельскохозяйственного производства.^[239]

Физические лица также могут принять меры, чтобы уменьшить свой углеродный след. К ним относятся: вождение электрического или другого энергоэффективного автомобиля, сокращение пробега транспортных средств за счет использования общественного транспорта или езды на велосипеде, переход на растительную диету, сокращение потребления энергии в доме, ограничение потребления товаров и услуг и отказ от авиаперелетов.^[240]

Политика и меры

Отрасли экономики с большим вкладом парниковых газов больше заинтересованы в политике в области изменения климата.

Широкий спектр политика, нормативно-правовые акты и законы используются для сокращения выбросов парниковых газов. Механизмы ценообразования углерода включают налоги на выбросы углерода и системы торговли выбросами.^[241] По состоянию на 2019 год цены на углерод покрывают около 20% мировых выбросов парниковых газов.^[242] Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии были приняты в нескольких странах, требуя от коммунальных предприятий увеличивать процент электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников.^[243] Поэтапный отказ от субсидий на ископаемое топливо, который в настоящее время оценивается в 300 миллиардов долларов во всем мире (примерно вдвое больше субсидий на возобновляемые источники энергии),^[244] может снизить выбросы парниковых газов на 6%.^[245] Субсидии также могут быть перенаправлены на поддержку переход на чистую энергию.^[246] Более предписывающие методы, которые могут сократить выбросы парниковых газов, включают стандарты эффективности транспортных средств, стандарты возобновляемого топлива и правила загрязнения воздуха в тяжелой промышленности.^[247]

Сокращение загрязнение воздуха от сжигания ископаемого топлива будет иметь значительные сопутствующие выгоды с точки зрения здоровья человека.^[248] Например, по оценкам ВОЗ, загрязнение атмосферного воздуха в настоящее время является причиной 4,2 миллиона смертей в год в результате инсульта, болезней сердца, рака легких и респираторных заболеваний.^[249] Достижение целей Парижского соглашения может спасти около миллиона этих жизней в год во всем мире от сокращения загрязнения к 2050 году.^[250][251]

Поскольку использование ископаемого топлива сокращается, Просто переход соображения, связанные с возникающими социальными и экономическими проблемами. Примером может служить занятость работников в затронутых отраслях промышленности, а также благосостояние более широких слоев населения.^[252] Климатическая справедливость соображения, такие как коренное население в Арктике,^[253] являются еще одним важным аспектом политики смягчения последствий.^[254]

Приспособление

Адаптация - это «процесс адаптации к текущим или ожидаемым изменениям климата и их последствиям». Поскольку последствия изменения климата различаются по регионам, меняются и стратегии адаптации.^[255] В то время как одни меры адаптации требуют компромиссов, другие приносят синергетический эффект и сопутствующие выгоды.^[256] Более широкое использование кондиционер позволяет людям лучше переносить тепло, но также увеличивает потребность в энергии.^[257] Другие примеры адаптации включают улучшенную защиту береговой линии, лучшее управление стихийными бедствиями и выращивание более устойчивых культур.^[258]

Адаптация особенно важна в развивающиеся страны поскольку прогнозируется, что они несут основную тяжесть последствий изменения климата.^[259] Способность и потенциал людей к адаптации, называемые адаптивная способность, неравномерно распределяется по разным регионам и группам населения, а в развивающихся странах, как правило, меньше.^[260][261] Существуют пределы адаптации, и более серьезное изменение климата требует более радикальной адаптации, которая может быть чрезмерно дорогой.^[255] Государственный сектор, частный сектор и сообщества приобретают опыт адаптации, и адаптация становится неотъемлемой частью их процессов планирования.^[262]

Климатическая инженерия

Геоинженерия или климатическая инженерия преднамеренное крупномасштабное изменение климата, рассматриваемое как потенциальный будущий метод противодействия изменению климата.^[263] Техники обычно делятся на категории управление солнечным излучением и удаление углекислого газа, хотя были предложены различные другие схемы. В обзорном документе 2018 года сделан вывод о том, что, хотя геоинженерия физически возможна, все методы находятся на ранних стадиях разработки, несут в себе большие риски и неопределенности и вызывают серьезные этические и юридические проблемы.^[264]

Общество и культура

Политический ответ

С 2000 года рост CO
2 выбросы в Китае и остальном мире превысили объемы производства в Соединенных Штатах и ​​Европе.^[265]

На человека США генерируют CO
2 гораздо быстрее, чем в других основных регионах.^[265]

В геополитика изменения климата сложны и часто рассматриваются как проблема безбилетника, в котором все страны выигрывают от смягчения воздействия, осуществляемого другими странами, но отдельные страны сами проиграют от инвестирования в переход к низкоуглеродной экономике. Однако чистая импортеры ископаемого топлива экономически выгодно от перехода, в результате чего чистые экспортеры сталкиваются с безнадежные активы: ископаемое топливо они не смогут продавать, если решат не переходить.^[266] Кроме того, преимущества с точки зрения общественного здоровья и улучшения окружающей среды на местном уровне отказ от угля превышают затраты почти во всех регионах, потенциально дополнительно устраняя проблему безбилетника.^[267] Геополитика еще больше осложняется цепочка поставок из редкоземельные металлы необходимо производить много чистых технологий.^[268]

Рамочная конвенция ООН

Почти все страны мира являются участниками Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН).^[269] Цель РКИК ООН - предотвратить опасное вмешательство человека в климатическую систему.^[270] Как указано в конвенции, для этого требуется, чтобы концентрации парниковых газов в атмосфере стабилизировались на уровне, при котором экосистемы может естественным образом адаптироваться к изменению климата, производство продуктов питания не находится под угрозой, и экономическое развитие можно выдержать.^[271] Глобальные выбросы выросли с момента подписания РКИК ООН, поскольку она фактически не ограничивает выбросы, а, скорее, обеспечивает основу для протоколов, которые это делают.^[68] Ежегодные конференции являются этапом глобальных переговоров.^[272]

Важность Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата подчеркивается Цель 13 в области устойчивого развития что означает "Срочно действия по борьбе с изменением климата и его последствия ". Это один из 17 целей в области устойчивого развития (ЦУР) должно быть достигнуто к 2030 году.^[273] Одна из задач ЦУР 13 - выполнение развитыми странами обязательств по мобилизации 100 миллиардов долларов в год для удовлетворения потребностей развивающихся стран и обеспечение Зеленый климатический фонд вводится в эксплуатацию как можно скорее.^[274]

Другие договоры об изменении климата включают в себя 1997 г. Киотский протокол, который расширил РКИК ООН и в котором большинство развитых стран приняли юридически обязательные обязательства по ограничению своих выбросов,^[275] и 2009 Копенгагенское соглашение.^[276] Во время переговоров по Киотскому протоколу G77 (представляющий развивающиеся страны ) настаивал на требовании развитые страны чтобы "[взять] на себя ведущую роль" в сокращении своих выбросов,^[277] поскольку развитые страны внесли наибольший вклад в накопление парниковых газов в атмосфере, а так как выбросы на душу населения были все еще относительно низкими в развивающихся странах. (а выбросы развивающихся стран вырастут, чтобы удовлетворить их потребности в области развития.)^[278] Копенгагенское соглашение было широко представлено как разочаровывающее из-за его низких целей и было отвергнуто более бедными странами, включая G77.^[279] Страны, связанные с Соглашением, стремились ограничить будущее повышение средней глобальной температуры ниже 2 ° C.^[280]

В 2015 году все страны ООН согласовали Парижское соглашение, цель которого - удерживать глобальное потепление значительно ниже 2 ° C и содержит амбициозную цель - поддерживать потепление ниже 1,5 ° С.^[281] Соглашение заменило Киотский протокол. В отличие от Киото, Парижское соглашение не установило обязательных целевых показателей выбросов. Вместо этого стала обязательной процедура регулярной постановки все более амбициозных целей и их переоценки каждые пять лет.^[282] В Парижском соглашении было подтверждено, что развивающиеся страны должны получать финансовую поддержку.^[283] По состоянию на ноябрь 2019 г.^{[Обновить]}, 194 государства и Евросоюз подписали договор, 186 государств и ЕС ратифицирован или присоединились к соглашению.^[284] В ноябре 2020 г. США вышли из Парижского соглашения.^[285]

Другая политика

В 2019 году Британский парламент стал первым национальным правительством в мире, официально объявить чрезвычайную климатическую ситуацию.^[286] Другие страны и юрисдикции последовал их примеру.^[287] В ноябре 2019 г. Европейский парламент объявлен «чрезвычайной ситуацией в области климата и окружающей среды»,^[288] и Европейская комиссия представил свой Европейская зеленая сделка с целью сделать ЕС углеродно-нейтральным к 2050 году.^[289]

Хотя истощение озонового слоя и глобальное потепление считаются отдельными проблемами, решение первой из них значительно смягчило глобальное потепление. Снижение выбросов парниковых газов Монреальский протокол, международное соглашение о прекращении выбросов озоноразрушающих газов, по оценкам, было более эффективным, чем соглашение Киотского протокола, которое было специально разработано для ограничения выбросов парниковых газов.^[290] Утверждалось, что Монреальский протокол могли сделать больше, чем какие-либо другие меры, по состоянию на 2017 год^{[Обновить]}, чтобы смягчить глобальное потепление, поскольку эти вещества также являются мощными парниковыми газами.^[291]

Научный консенсус

Существует подавляющее научное мнение о том, что глобальная температура поверхности повысилась в последние десятилетия, и эта тенденция вызвана в основном антропогенными выбросами парниковых газов, с этим согласны 97% или более активно публикующихся климатологов.^[292][293] По состоянию на 2019 год консенсус среди ученых, занимающихся антропогенным глобальным потеплением, достиг 100%.^[294] Нет научных организаций национального или международного уровня. не согласен с этой точкой зрения.^[295] В дальнейшем был достигнут консенсус в отношении необходимости принятия определенных мер для защиты людей от воздействия изменения климата, и национальные академии наук призвали мировых лидеров сократить глобальные выбросы.^[296]

Научное обсуждение проходит в журнальных статьях, прошедших рецензирование, которые ученые подвергают оценке каждые два года в отчетах Межправительственной группы экспертов по изменению климата.^[297] В 2013 г. в Пятом оценочном докладе МГЭИК говорилось, что " очень вероятно что человеческое влияние было основной причиной наблюдаемого потепления с середины 20 века ".^[298] В их отчете за 2018 г. научный консенсус как: «влияние человека на климат было основной причиной наблюдаемого потепления с середины 20 века».^[299] У ученых есть проблемы два предупреждения человечеству в 2017 и 2019 годах, выражая озабоченность по поводу текущей траектории потенциально катастрофического изменения климата и, как следствие, невыразимых человеческих страданий.^[300]

Публика

Климатическая забастовка в сентябре 2019 года в Сиднее, Австралия

Изменение климата привлекло внимание международной общественности в конце 1980-х годов.^[301] Из-за запутанного освещения в средствах массовой информации в начале 1990-х годов понимание часто смешивалось с другими экологическими проблемами, такими как разрушение озонового слоя.^[302] В популярной культуре, первый фильм, получивший широкое признание на эту тему, был Послезавтра в 2004 г., а несколько лет спустя Альберт Гор документальный Неудобная правда. Книги, рассказы и фильмы об изменении климата относятся к жанру климатическая фантастика.^[301]

Существуют значительные региональные различия как в общественной озабоченности, так и в понимании общественностью изменения климата.^[303] В 2015 г. медиана 54% респондентов считают это «очень серьезной проблемой», но американцы и китайцы (чьи экономики несут ответственность за наибольший годовой CO₂ выбросы ) были среди наименее обеспокоенных.^[303] Исследование Pew 2020 года показало, что в США этот вопрос также носит весьма пристрастный характер, поскольку считается, что люди вносят большой вклад в изменение климата, и считают 72% демократов и только 22% республиканцев, в то время как считают, что правительство должно делать больше для Снизить его эффекты поддерживают 89% демократов и только 35% республиканцев.^[304]

Отрицание и дезинформация

Один обманчивый подход: сбор вишни данные за короткие периоды времени, чтобы ложно утверждать, что глобальные средние температуры не повышаются. Синие линии тренда показывают краткосрочные контртенденции, которые маскируют долгосрочные тренды потепления (красные линии тренда). Синие точки показывают так называемый перерыв в глобальном потеплении.^[305]

На общественные дебаты об изменении климата сильно повлияли отрицание изменения климата и дезинформация, который возник в Соединенных Штатах и ​​с тех пор распространился в другие страны, особенно в Канаду и Австралию. Актеры, стоящие за отрицанием изменения климата, образуют хорошо финансируемую и относительно скоординированную коалицию компаний, занимающихся ископаемым топливом, промышленных групп, консервативных аналитических центров и ученых-противников.^[306] Как раньше табачная промышленность, основная стратегия этих групп заключалась в том, чтобы вызвать сомнения в научных данных и результатах.^[307] Многие, кто отрицают, отвергают или неоправданно сомневаются в научном консенсусе по поводу антропогенного изменения климата, называются «скептиками изменения климата», что, как отметили некоторые ученые, является неправильное употребление.^[308]

Существуют различные варианты отрицания климата: некоторые отрицают, что потепление вообще имеет место, некоторые признают потепление, но приписывают его естественным воздействиям, а некоторые сводят к минимуму негативные последствия изменения климата.^[309] Производственная неопределенность в отношении науки позже превратилась в производственные споры: создание уверенности в том, что в научном сообществе существует значительная неопределенность в отношении изменения климата, чтобы отсрочить изменение политики.^[310] Стратегии продвижения этих идей включают критику научных учреждений,^[311] и ставить под сомнение мотивы отдельных ученых.^[309] «Эхо-камера» отрицания климата блоги СМИ еще больше разжигают непонимание проблемы изменения климата.^[312]

Протест и судебный процесс

Климатические протесты стали популярнее в 2010-х годах в таких формах, как публичные демонстрации,^[313] продажа ископаемого топлива, и судебные иски.^[314] Известные недавние демонстрации включают школьная забастовка за климат, и гражданское неповиновение. Во время школьной забастовки молодежь всего мира протестовала, пропуская школу, вдохновившись шведским подростком. Грета Тунберг.^[315] Масса гражданское неповиновение действия групп вроде Extinction Rebellion протестовали, вызвав срыв.^[316] Судебный процесс все чаще используется в качестве инструмента для усиления действий по борьбе с изменением климата, при этом многие судебные иски против правительств требуют от них принятия амбициозных мер или обеспечения соблюдения существующих законов в отношении изменения климата. Иски против компаний, работающих на ископаемом топливе, от активистов, акционеры и инвесторы, как правило, требуют компенсации за убытки и ущерб.^[317]

Открытие

Тиндаль чувствительный спектрофотометр отношения (рисунок, опубликованный в 1861 году) измерял степень поглощения и испускания инфракрасного излучения различными газами, заполняющими его центральную трубку.

В 1824 г. Жозеф Фурье предложил вариант парниковый эффект; прозрачная атмосфера пропускает видимый свет, который нагревает поверхность. Нагретая поверхность излучает инфракрасное излучение, но атмосфера относительно непрозрачна для инфракрасного излучения и замедляет излучение энергии, нагревая планету.^[318] Начиная с 1859 г.,^[319] Джон Тиндалл установил, что азот и кислород (99% сухого воздуха) прозрачны для инфракрасного излучения, но водяной пар и следы некоторых газов (в основном метана и углекислого газа) поглощают инфракрасное излучение и при нагревании испускают инфракрасное излучение. Изменение концентрации этих газов могло вызвать «все изменения климата, которые обнаруживают исследования геологов», в том числе ледниковые периоды.^[320]

Сванте Аррениус отметил, что водяной пар в воздухе постоянно меняется, но углекислый газ (CO
2) определялась многолетними геологическими процессами. В конце ледникового периода потепление от CO
2 увеличило бы количество водяного пара, усиливая его эффект в процессе обратной связи. В 1896 году он опубликовал первую в своем роде модель климата, показав, что CO
2 мог вызвать падение температуры, положившее начало ледниковому периоду. Аррениус рассчитал повышение температуры, ожидаемое от удвоения CO
2 быть около 5–6 ° C (9,0–10,8 ° F).^[321] Другие ученые поначалу были настроены скептически и полагали, что парниковый эффект слишком насыщен, поэтому добавление большего CO
2 не будет иметь никакого значения. Эксперты думали, что климат будет саморегулирующимся.^[322] С 1938 г. Гай Стюарт Каллендар опубликовали данные о потеплении климата и CO
2 уровни повышаются,^[323] но его расчеты встретили те же возражения.^[322]

В ранних расчетах атмосфера рассматривалась как единый слой, но в 1950-х годах Гилберт Пласс использовали цифровые компьютеры для моделирования различных слоев и обнаружили, что CO
2 вызовет потепление. В том же десятилетии Ганс Зюсс найденные доказательства CO
2 уровни росли, Роджер Ревелл показали, что океаны не поглотят увеличение, и вместе они помогли Чарльз Килинг чтобы начать запись непрерывного роста, Кривая Килинга.^[322] Ученые предупредили общественность,^[324] и опасности были подчеркнуты на Джеймс Хансен Свидетельские показания Конгресса 1988 года.^[325] В межправительственная комиссия по изменению климата, созданная в 1988 году для предоставления официальных консультаций правительствам мира, междисциплинарные исследования.^[326]

Терминология

До 1980-х годов, когда было неясно, будет ли потепление за счет парниковых газов преобладать над охлаждением, вызванным аэрозолями, ученые часто использовали термин непреднамеренное изменение климата для обозначения воздействия человечества на климат. В 1980-х годах условия глобальное потепление и изменение климата были введены, причем первое относится только к усилению потепления поверхности, а второе описывает полное влияние парниковых газов на климат.^[327] Глобальное потепление стало самым популярным термином после того, как ученый-климатолог НАСА Джеймс Хансен использовал его в своих показаниях в Сенате США в 1988 году.^[325] В 2000-е годы термин изменение климата возросла популярность.^[328] В обиходе глобальное потепление обычно относится к потеплению земной системы, вызванному деятельностью человека, тогда как изменение климата может относиться как к естественным, так и к антропогенным изменениям.^[329] Эти два термина часто используются как синонимы.^[330]

Различные ученые, политики и деятели СМИ приняли условия климатический кризис или же чрезвычайная климатическая ситуация говорить об изменении климата, используя глобальное отопление вместо глобального потепления.^[331] Главный редактор журнала Хранитель объяснили, что они включили эту формулировку в свои редакционные правила, «чтобы обеспечить точность с научной точки зрения, а также ясно общаться с читателями по этому очень важному вопросу».^[332] Оксфордский словарь выбрал чрезвычайная климатическая ситуация в качестве своего слова года в 2019 году и определяет этот термин как «ситуацию, в которой требуются срочные меры для уменьшения или прекращения изменения климата и предотвращения потенциально необратимого экологического ущерба в результате этого».^[333]

Смотрите также

• Антропоцен - предложен новый геологический интервал времени, в котором люди оказывают значительное геологическое воздействие
• Глобальное похолодание - мнение меньшинства, которого придерживались ученые в 1970-х годах, о неизбежном похолодании Земли
• Циклы Миланковича

Примечания

Источники

Отчеты МГЭИК

Другие рецензируемые источники

Книги, отчеты и юридические документы

Нетехнические источники

внешняя ссылка

Scholia имеет профиль для глобальное потепление (Q7942).

• Изменение климата в национальных академиях - Репозиторий отчетов
• Метеорологическое бюро: Климатический справочник - Национальная метеорологическая служба Великобритании
• Образовательное моделирование глобального климата (EdGCM) - Симулятор изменения климата исследовательского качества
• Индикаторы глобального изменения климата - NOAA
• Результат тотального таяния полярных регионов мира - Национальная география